Introdução
A calorimetria de varredura diferencial (DSC) permite a determinação de temperaturas de Transições de faseO termo transição de fase (ou mudança de fase) é mais comumente usado para descrever transições entre os estados sólido, líquido e gasoso.transição de fase e entalpias de transição, bem como de reações de Cura (reações de reticulação)Traduzido literalmente, o termo "crosslinking" significa "rede cruzada". No contexto químico, ele é usado para reações nas quais as moléculas são unidas por meio da introdução de ligações covalentes e da formação de redes tridimensionais.cura. As amostras são geralmente analisadas em um cadinho com tampa perfurada sob pressão normal com um fluxo constante de gás de purga. A calorimetria de varredura diferencial também pode ser usada para a investigação de reações de fotocura [1]. A combinação de uma lâmpada UV com o NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® (figura 1) apresenta uma ferramenta versátil.
Resultados
Sistemas de Cura (reações de reticulação)Traduzido literalmente, o termo "crosslinking" significa "rede cruzada". No contexto químico, ele é usado para reações nas quais as moléculas são unidas por meio da introdução de ligações covalentes e da formação de redes tridimensionais.cura única: Comparação "bom/ruim" de 2 tintas de impressão
A amostra é preparada em um cadinho aberto que é irradiado por luz UV. A intensidade e o tempo de irradiação podem ser variados em um programa de temperatura definido. Geralmente, são empregadas condições isotérmicas ou um programa dinâmico de temperatura.
A Figura 2 mostra os resultados do Photo-DSC para a Cura (reações de reticulação)Traduzido literalmente, o termo "crosslinking" significa "rede cruzada". No contexto químico, ele é usado para reações nas quais as moléculas são unidas por meio da introdução de ligações covalentes e da formação de redes tridimensionais.cura de uma tinta de impressão de tela à base de acrilato. Duas amostras de diferentes lots foram investigadas. O experimento foi realizado a uma temperatura constante de 35°C sob uma atmosfera de nitrogênio. A irradiação foi realizada de forma pulsada com pulsos de UV com intensidade de 1 W/cm² e tempo de pulso de 1 s. A partir da medição, a curva de conversão é calculada, supondo-se que, durante a última etapa de irradiação, a Cura (reações de reticulação)Traduzido literalmente, o termo "crosslinking" significa "rede cruzada". No contexto químico, ele é usado para reações nas quais as moléculas são unidas por meio da introdução de ligações covalentes e da formação de redes tridimensionais.cura não ocorra mais. A última etapa de irradiação foi subtraída das etapas anteriores e a entalpia de uma única etapa foi definida como proporcional à entalpia total.
A curva de conversão na figura 3 mostra que há uma pequena diferença no comportamento de Cura (reações de reticulação)Traduzido literalmente, o termo "crosslinking" significa "rede cruzada". No contexto químico, ele é usado para reações nas quais as moléculas são unidas por meio da introdução de ligações covalentes e da formação de redes tridimensionais.cura da amostra "boa" em comparação com a amostra "ruim" durante as duas primeiras etapas de irradiação.
A Figura 4 mostra as entalpias totais para as duas tintas, que apresentam diferenças significativas. A amostra "boa" apresenta uma reatividade maior em comparação com a amostra "ruim".
Impacto da atmosfera de gás
A influência do oxigênio no comportamento da cura é bem conhecida para os sistemas de acrilato. Isso é mostrado para a tinta de serigrafia "boa" na figura 5. As medições de UV-DSC com diferentes atmosferas podem ser facilmente realizadas com o NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® usando os controladores de fluxo de massa internos para um fluxo de gás de purga preciso. Os resultados mostram que a entalpia de cura é menor em comparação com a medição sob uma atmosfera de nitrogênio. O oxigênio presente atua como um agente de inibição para o processo de cura por UV [2].
Influência da cor no comportamento de cura
As curvas azuis na figura 6 representam os resultados de UV-DSC para duas tintas azuis e as curvas vermelhas são os resultados de UV-DSC para as tintas vermelhas. Ambas as tintas azuis (diferentes lots) mostram uma entalpia significativamente maior para a cura por UV em comparação com as tintas vermelhas. Mais uma vez, pequenas diferenças no comportamento de cura das duas tintas lots da mesma cor são monitoradas pelos resultados de UVDSC. Especialmente para o desenvolvimento de novas formulações, os resultados de UV-DSC são uma ferramenta útil para obter formulações de cores diferentes, mas com o mesmo comportamento de cura, o que é necessário para a aplicação posterior.
Resultados de um sistema de cura dupla
Juntamente com a investigação de sistemas com um único mecanismo de cura, o DSC UV também pode ser usado para sistemas de cura dupla [3], como tipos especiais de adesivos. Esses tipos de adesivos não curam apenas por radiação UV, mas também apresentam um efeito de pós-cura térmica. A Figura 7 mostra os resultados para esse sistema. A radiação com luz UV por 1 s em temperatura ambiente mostra um efeito de cura ExotérmicoUma transição de amostra ou uma reação é exotérmica se houver geração de calor.exotérmico com uma entalpia de 251 J/g. Ao aquecer a amostra a 200°C, o efeito de cura térmica pode ser observado a 164°C (temperatura de pico) com uma entalpia de 55 J/g. Esse exemplo demonstra claramente que a caracterização completa do comportamento de cura pode ser derivada de um único experimento de UV-DSC.
Resumo
A Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), combinada com a radiação de uma lâmpada UV, permite a investigação dos processos de cura de sistemas de cura UV. Os resultados obtidos ajudam a obter uma visão dos mecanismos de cura e da cinética das reações de cura. Além disso, os sistemas de cura dupla foram investigados em um único experimento.